基于CoAP的家庭網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
隨著傳感技術(shù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展,人們對(duì)資源受限的家庭設(shè)備間的相互通信提出了更高的要求,數(shù)字家庭的發(fā)展受到了廣泛的關(guān)注。作為數(shù)字家庭的關(guān)鍵部分,家庭網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。目前世界上多個(gè)組織與公司都制定了相應(yīng)的數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)極大地促進(jìn)了家庭網(wǎng)絡(luò)以及智能家電的發(fā)展與普及。由IETF(Internet Engineering Task Force)主導(dǎo)的CoAP (Constrained Application Protocol)協(xié)議為家庭網(wǎng)絡(luò)中智能設(shè)備間相互通信提供了一種靈活、簡捷、高效的方式,為數(shù)字家庭的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)大的支持。 CoAP是一種應(yīng)用層的通信協(xié)議,可屏蔽家庭設(shè)備間連接技術(shù)與物理層上的差異,可為上層應(yīng)用開發(fā)提供了統(tǒng)一的API (Application Programming Interface)。 CoAP協(xié)議建立在HTTP (Hypertext transfer protocol)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與Web技術(shù)之上,實(shí)現(xiàn)了許多已有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)范。作者著重研究了CoAP協(xié)議的基本通信原理,同時(shí)對(duì)其實(shí)現(xiàn)機(jī)制進(jìn)行了深入探討。鑒于目前多數(shù)CoAP協(xié)議棧多是用C/C++語言實(shí)現(xiàn),因此參照HITACHI的開源CoAP SDK框架的設(shè)計(jì)思想,作者實(shí)現(xiàn)了一套基于Java的CoAP協(xié)議棧,簡化了CoAP應(yīng)用程序的開發(fā)工作。同時(shí),作者還將實(shí)現(xiàn)好的CoAP協(xié)議棧封裝成Bundle,部署在OSGi框架之上,從而可以動(dòng)態(tài)的管理協(xié)議棧,例如加載,啟動(dòng),更新,停止,卸載。目前嵌入式設(shè)備的運(yùn)行處理能力已得到極大的提升,許多智能終端可以輕松運(yùn)行JVM(Java Virtual Machine),因而本文所設(shè)計(jì)的協(xié)議?傻玫綇V泛的實(shí)際應(yīng)用。 最后作者以本文所實(shí)現(xiàn)的CoAP協(xié)議棧為基礎(chǔ),構(gòu)建了一個(gè)醫(yī)療定位監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)CoAP的P2P通信。
【學(xué)位授予單位】:北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號(hào)】:TN915.04;TP311.52
【目錄】:
- 致謝5-6
- 中文摘要6-7
- ABSTRACT7-11
- 1 引言11-15
- 1.1 論文研究背景11-12
- 1.2 論文研究內(nèi)容12-13
- 1.3 論文主要亮點(diǎn)13-14
- 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)14-15
- 2 受限應(yīng)用協(xié)議CoAP的應(yīng)用背景15-21
- 2.1 家庭網(wǎng)絡(luò)15-17
- 2.1.1 家庭網(wǎng)絡(luò)概述15-16
- 2.1.2 家庭網(wǎng)絡(luò)的概念16
- 2.1.3 家庭網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)16-17
- 2.2 物聯(lián)網(wǎng)17-20
- 2.2.1 物聯(lián)網(wǎng)概述18
- 2.2.2 物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)18-19
- 2.2.3 物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)19-20
- 2.3 本章小結(jié)20-21
- 3 受限應(yīng)用協(xié)議CoAP的機(jī)制分析21-45
- 3.1 CoAP協(xié)議概述21-24
- 3.1.1 超文本傳輸協(xié)議HTFP21-23
- 3.1.2 受限應(yīng)用協(xié)議CoAP23-24
- 3.2 CoAP協(xié)議特性24-25
- 3.3 CoAP協(xié)議模型25-29
- 3.3.1 邏輯模型25-26
- 3.3.2 消息模型26-27
- 3.3.3 交互模型27-29
- 3.4 CoAP消息格式29-32
- 3.4.1 消息格式29-31
- 3.4.2 選項(xiàng)格式31-32
- 3.4.3 選項(xiàng)值格式32
- 3.5 CoAP消息傳輸32-38
- 3.5.1 消息與端點(diǎn)33
- 3.5.2 可靠消息傳輸33-34
- 3.5.3 不可靠消息傳輸34-35
- 3.5.4 消息關(guān)聯(lián)35
- 3.5.5 消息重傳35-36
- 3.5.6 擁塞控制36
- 3.5.7 消息參數(shù)36-38
- 3.6 CoAP請(qǐng)求響應(yīng)38-43
- 3.6.1 CoAP請(qǐng)求38-39
- 3.6.2 CoAP響應(yīng)39-41
- 3.6.3 方法碼與狀態(tài)碼41-43
- 3.7 CoAP協(xié)議選項(xiàng)43
- 3.8 本章小結(jié)43-45
- 4 受限應(yīng)用協(xié)議CoAP的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)45-79
- 4.1 開發(fā)環(huán)境45-46
- 4.1.1 Eclipse45
- 4.1.2 Java45-46
- 4.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)46
- 4.3 CoAP協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)46-69
- 4.3.1 消息子棧47-54
- 4.3.2 管道子棧54-60
- 4.3.3 資源子棧60-65
- 4.3.4 接口子棧65-69
- 4.4 CoAP協(xié)議的部署69-75
- 4.4.1 OSGI框架介紹69-70
- 4.4.2 OSGI體系結(jié)構(gòu)70-71
- 4.4.3 Bundle生命周期71-72
- 4.4.4 CoAP協(xié)議部署72-75
- 4.5 本章小結(jié)75-79
- 5 受限應(yīng)用協(xié)議CoAP的應(yīng)用實(shí)例79-91
- 5.1 醫(yī)療定位系統(tǒng)的需求分析79-80
- 5.1.1 系統(tǒng)背景79-80
- 5.1.2 系統(tǒng)意義80
- 5.2 醫(yī)療定位系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)80-84
- 5.2.1 系統(tǒng)模型81
- 5.2.2 相關(guān)技術(shù)81-84
- 5.3 醫(yī)療定位系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)84-87
- 5.3.1 功能設(shè)計(jì)84-85
- 5.3.2 硬件環(huán)境85-87
- 5.4 醫(yī)療定位系統(tǒng)的功能展示87-90
- 5.4.1 地圖顯示87-88
- 5.4.2 定位信息88
- 5.4.3 報(bào)警信息88-89
- 5.4.4 定時(shí)信息89-90
- 5.5 本章小結(jié)90-91
- 6 總結(jié)與展望91-93
- 6.1 總結(jié)91
- 6.2 展望91-93
- 參考文獻(xiàn)93-95
- 作者簡歷95-99
- 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集99
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):136811
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